Question

金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容。
（1）如图是铝的原子结构示意图。下列说法不正确的是_______。

A．铝原子中的质子数为13

B．在化合物中铝通常显+3价

C．铝是地壳中含量最多的元素

D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性

（2）某化学小组用一定量的AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液进行了如图实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和研究。

【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？
【做出猜想】
① 只有Zn（NO₃）₂           ②  Zn（NO₃）₂、AgNO₃   
③ Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂   ④  Zn（NO₃）₂、Cu（NO₃）₂、AgNO₃
【交流讨论】不合理的猜想是_______（填标号），其理由是_______。
【实验探究】若猜想①成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请将下表填写完整。

实验步骤	现象	实验结论
取少量固体B，滴加_______	有气泡产生	固体B含有Cu 、Ag和_

 
（3）新型材料纳米级 Fe 粉具有广泛的用途，它比普通 Fe 粉更易与氧气反应，其制备工艺流程如图所示：

请回答下列问题：
①纳米级Fe粉在空气中易自燃。实验中通入N₂的目的是_______。
②写出H₂还原FeCl₂，置换出铁的化学方程式_______。
③研究人员发现最后制得的纳米级 Fe 粉样品中混有少量的 FeCl₂杂质。取样品20g，加入足量的盐酸，生成氢气 0.7 g。请计算该样品中单质 Fe 的质量分数（请写出计算过程）。_______

Answer 1

（1）C   
（2）②   Zn应先与AgNO₃反应，后与Cu(NO₃)₂反应,当有AgNO₃剩余时，溶质中一定含有Cu(NO₃)₂

实验步骤	现象	实验结论
稀盐酸（或稀硫酸等）		Zn

 
（3）①防止生成的纳米级铁粉被氧化；②H₂+FeCl₂Fe+2HCl。③98%

试题分析：
⑴原子结构示意图中，圆圈内的数字表示质子数，A正确。铝原子最外层电子数为3，反应中易失去最外层电子，故化学价通常显+3价，B正确。铝是地壳中含量最多的金属元素，C错误。铝具有较好的导电性，故可作电线，D正确。
⑵Zn加入到AgNO₃和Cu（NO₃）₂混合溶液中，首先与硝酸银反应，当硝酸银反应消失后，剩余的锌再与硝酸铜反应，如果硝酸铜都反应没了，锌剩余。根据以上事实，我们可以得出这样一个结论：硝酸银、硝酸铜按先后顺序被反应掉。故猜想②不正确，在有硝酸银的情况下，硝酸铜还没参与反应，一定也存在。若溶液中只有硝酸锌，则表明锌已将硝酸银、硝酸铜全部反应掉了，此时锌还可能有剩余。检测方法是加入稀酸，因为锌为活泼金属，加入稀酸必产生气泡。
⑶①通过题目信息，容易理解通入氮气目的是隔绝氧气，以防发生燃烧反应。
③先根据氢气质量求算出铁的质量，再将它除以样品质量即得单质铁的质量分数。具体过程如下：
解：设Fe的质量为x
Fe + 2HCl=FeCl₂ + H₂↑
56               2
x              0.7g

x="19.6g"
×100%= 98%
答：该样品中单质铁的质量分数为98%